CN212233353U - 一种智能气垫及智能气垫鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能气垫，包括密闭的气垫本体以及固定设置在气垫本体内的智能单元，气垫本体的内部充有固定气压值的气体，智能单元包括无线充电接收模块、可充电电池、电源管理模块、无线通信模块、气压传感器和微处理器。无线充电接收模块用于接收外部无线充电发射模块发射的能量，并结合电源管理模块对可充电电池进行充电；无线通信模块用于和外部的移动终端或服务器进行交互；气压传感器将脚掌传递给气垫本体的压力信息传输给微处理器，以用于称重和/或计步。本实用新型还公开了一种智能气垫鞋，该智能气垫及智能气垫鞋结构和功能多样，实现了精确称重和计步，集成度高。

Description

一种智能气垫及智能气垫鞋

技术领域

本实用新型属于气体填充装置领域，特别是涉及一种智能气垫及智能气垫鞋。

背景技术

在现有的气垫设计中，大多只考虑到气垫的抗损耗和减震，并没有对气垫的其它功能进行延伸和扩展，导致了气垫的结构和功能较为单一，无法实现多种的智能化功能，集成度低。

现有的智能鞋大多使用加速度传感器或六轴陀螺仪进行计步，这种方法误差大，有些场景下不适用，例如在速度突然变换的情况下，就很难产生计步；同时现有的智能鞋无法精确的进行称重，不能有效地测量整个脚掌所产生的压力，且鞋子的称重单元或计步单元的位置设计也不合理，容易导致称重单元或计步单元的损坏，其机械结构寿命无法得到保证。

鞋子的称重单元或计步单元还存在零部件较多、占用空间较大以及集成度较低的问题。

因此，如何使得气垫能够实现精确称重和计步、集成度高同时具有较长的使用寿命是本技术领域的技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种智能气垫及智能气垫鞋，解决现有技术中气垫无法精确称重和计步、集成度低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是提供一种智能气垫，包括密闭的气垫本体以及固定设置在气垫本体内的智能单元，气垫本体的内部充有固定气压值的气体，智能单元包括无线充电接收模块、可充电电池、电源管理模块、无线通信模块、气压传感器和微处理器，无线充电接收模块用于接收外部无线充电发射模块发射的能量，并结合电源管理模块对可充电电池进行充电；无线通信模块用于和外部的移动终端或服务器进行交互；气压传感器将脚掌传递给气垫本体的压力信息传输给微处理器，以用于称重和/或计步。

在本实用新型智能气垫的另一实施例中，气垫本体为呈人体脚掌形状的全掌气垫。

在本实用新型智能气垫的另一实施例中，智能单元设置在气垫本体的足弓或足跟位置。

在本实用新型智能气垫的另一实施例中，智能单元粘接在气垫本体的内表面上。

在本实用新型智能气垫的另一实施例中，无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、NB-IoT模块、2G/3G/4G/5G模块中的一种或多种组合。

在本实用新型智能气垫的另一实施例中，智能单元还包括用于测量垂直方向加速度的加速度传感器。

在本实用新型智能气垫的另一实施例中，智能单元还包括用于定位智能气垫的定位模块。

在本实用新型智能气垫的另一实施例中，智能单元还包括LED灯。

本实用新型还公开了一种智能气垫鞋，包括鞋面、鞋底以及上述实施例中的智能气垫。

在本实用新型智能气垫鞋的另一实施例中，智能气垫嵌设于或外置于鞋底。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种智能气垫，包括密闭的气垫本体以及固定设置在气垫本体内的智能单元，气垫本体的内部充有固定气压值的气体，智能单元包括无线充电接收模块、可充电电池、电源管理模块、无线通信模块、气压传感器和微处理器。无线充电接收模块用于接收外部无线充电发射模块发射的能量，并结合电源管理模块对可充电电池进行充电；无线通信模块用于和外部的移动终端或服务器进行交互；气压传感器将脚掌传递给气垫本体的压力信息传输给微处理器，以用于称重和/或计步。本实用新型还公开了一种智能气垫鞋，该智能气垫及智能气垫鞋结构和功能多样，实现了精确称重和计步，集成度高。

附图说明

图1是本实用新型智能气垫鞋一实施例中智能气垫示意图；

图2是本实用新型智能气垫鞋另一实施例中智能单元示意图；

图3是本实用新型智能气垫鞋另一实施例中智能单元示意图；

图4是本实用新型智能气垫鞋另一实施例示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。

结合图1和图2，该智能气垫包括密闭的气垫本体1以及固定设置在气垫本体1内的智能单元2，气垫本体1的内部充有固定气压值的气体，智能单元2包括无线充电接收模块21、可充电电池、电源管理模块22、无线通信模块23、气压传感器24和微处理器25，无线充电接收模块21用于接收外部无线充电发射模块26发射的能量，并结合电源管理模块22对可充电电池进行充电，无线通信模块23用于和外部的移动终端或服务器进行交互，气压传感器24将脚掌传递给气垫本体1的压力信息传输给微处理器25，以用于称重和/或计步，微处理器25将压力信息进行处理得到人体体重信息。

将各种模块集中设置在气垫本体1中，利于智能单元2集合为一整体，提高了其集成度，避免了智能单元2零部件的散乱分布，同时智能单元2设置在气垫本体1中，使得外界的灰尘和水无法进入该智能气垫，可以对该智能气垫进行洗刷，具有良好的防水性。

优选的，在定标时称重的算法为：取一系列标准砝码，质量分别为m₁，m₂，m₃，…，m_n-1，m_n；将其依次放置在气垫本体1上，气垫本体1内部的气压传感器24根据砝码质量会显示对应的读数：p₁，p₂，p₃，…，p_n-1，p_n；称重的分段函数为：

可通过选择砝码的数量以及变更砝码之间质量的差值大小来改变称重的精确度，比如增加砝码的数量并缩小砝码间的质量差值，这样得到的气压传感器24的读数也会增多，且读数之间的差值也会变小，这样分段函数的区间就会增多，根据气压传感器24得到的读数P带入分段函数后得到的m数值也会更加精确，m数值即是人体的体重，这样得到的数值也更加接近人体的真实体重。

优选的，当人体在走路状态，气压传感器24得到的气压数据大于设定的气压阈值时，气压传感器24产生中断，微处理器25将气压传感器24产生中断的次数进行收集处理并得到人体步数信息，具体的，在微处理器25的程序中，步数变量初始化为0，当气压传感器24的气压值大于设定阈值时(比如设定阈值可以取5Kg砝码所产生的气压值)，气压传感器24就会产生中断，中断产生时微处理器25就会对步数变量增加1，当人在走路时，会不断的触发气压传感器24的气压值大于设定阈值这一现象，就会不断的产生中断，进而会得到中断次数，也即会得到人体步数信息。

优选的，如图2所示，无线充电接收模块21、可充电电池、电源管理模块22、无线通信模块23、气压传感器24和微处理器25设置在电路板B1上，通过设置这些模块，可使得该智能气垫实现快速无线充电的功能，解决了密闭气垫内电子设备无法进行长期供电的问题，同时使得充电方便快捷。

进一步优选的，智能单元还包括无线充电线圈，无线充电线圈和可充电电池通过接线端子连接电路板B1，当智能气垫置于无线充电器或充电板上时，无线充电接收模块21控制无线充电线圈将电磁波转变为电流并对可充电电池进行充电。

进一步优选的，无线充电线圈为PCB线圈。

优选的，气垫本体1为呈人体脚掌形状的全掌气垫，设置为全掌气垫更利于贴合脚掌，并将脚掌的压力均匀的传递给智能气垫，提高了称重的准确性。

优选的，如图1所示，智能单元2设置在气垫本体1的足弓11或足跟12位置，人体脚掌的足弓位置是向脚心凹陷的，所以在人静止或行走时，脚掌足弓位置对气垫的磨损是最小的，所以将智能单元2设置在气垫本体1的足弓位置，有效避免智能单元2被压损坏，提高了智能单元2的使用寿命。

优选的，一对智能气垫中(与人的左脚掌和右脚掌相对应)只有一个智能气垫中设置的有智能单元2，当人单脚站在设置有智能单元2的智能气垫上时，人体的重量会全部压在智能气垫上，智能气垫内部气体压强会随着人体重量的增加而增加，通过气压传感器24可计算出人体的重量，优选的，也可在一对智能气垫中均设置有智能单元2。

优选的，智能单元2粘接在气垫本体1的内表面上。这样设计的好处是，当脚掌给予智能气垫压力时，气压传感器24能更大范围的接收传递过来的压力。

进一步优选的，智能单元2与气垫本体1为一体连接，这样增强了智能单元2和气垫本体1的连接牢固性，使得智能单元2不会从气垫本体1中脱落。

进一步优选的，如图1所示，气垫本体1的前端具有充气口13，可通过该充气口13对该气垫本体1进行充气，冲完气后密封该充气口13。

优选的，气垫本体1中充的气体为氮气，或者，气垫本体1中充的气体为氦气(无色无味无毒)，即使气垫意外破裂，也不会对人体产生危害，同时气垫本体1中充有气体还能使其具有减震避震的功能。

优选的，无线通信模块23为蓝牙模块、WiFi模块、NB-IoT模块、2G/3G/4G/5G模块中的一种或多种组合，无线通信模块23将人体体重信息和人体步数信息传输至移动终端或服务器。

优选的，结合图2和图3，智能单元2还包括用于测量垂直方向加速度的加速度传感器27。当人体在走路状态，加速度传感器27测量的垂直方向加速度小于标定的加速度阈值时，微处理器25将得到的多次人体体重信息进行求取平均值计算并得出运动状态下的体重信息，无线通信模块23将体重信息传输至移动终端或服务器。

优选的，智能单元2还包括用于定位智能气垫的定位模块28，定位模块28为GNSS定位模块，该GNSS定位模块可以用北斗和GPS进行联合定位，使得定位更加准确，也可以进行单独的系统定位，如果GNSS模块定位超时，则智能单元2会用基站来进行定位。

优选的，使用者还可利用手机app连接智能单元的无线通信模块(例如蓝牙)，进行实时称重和/或计步；另外，智能单元2可将使用者的位置、步数、体重以及智能单元的电压、温度等数据定期上传到服务器，使用者可以通过app连接服务器查看历史数据；同时后台还可对使用者的体重、步数和位置等数据进行分析并形成专业的健康建议，然后发送给使用者，使用者据此来调整自身的运动状态。

优选的，智能单元2还包括LED灯，LED灯设置在气垫本体1内部，LED灯连接电源管理模块22、无线通信模块23和微处理器25。使用者通过app连接无线通信模块23后，可打开和关闭该LED灯，这使得使用者在夜间能够亮起LED灯，提供照明。

如图4所示，一种智能气垫鞋，包括鞋面31、鞋底32以及上述智能气垫。

优选的，该智能气垫嵌设于或外置于鞋底32，该智能气垫设置在鞋底32内部时，鞋底32可对该智能气垫起到良好的保护作用，同时达到完全防水的目的，智能气垫鞋的正常洗刷不会对智能单元2产生影响；智能气垫设置在鞋底32的表面时(例如智能气垫设置在鞋垫的下方，即可将该智能气垫从鞋子中取出)，或者直接将该智能气垫设置在鞋底32的下表面当做和地面接触的鞋底来使用。

优选的，如图4所示，鞋底32包括上鞋底321和下鞋底322，智能气垫设置在上鞋底和下鞋底之间，具体的，气垫本体A1设置在上鞋底321和下鞋底322之间。

智能气垫的设置一方面保护了智能单元2，另一方面还能给该智能气垫鞋带来减震避震的效果，同时由于无线充电接收模块21的存在，还能将该智能气垫鞋放到无线充电器或充电板上实现无线充电，不用拆卸该智能气垫鞋，方便快捷。

优选的，LED灯可作为鞋灯使用，使用者通过app连接无线通信模块23后，打开鞋灯，从而让使用者夜间跑步更安全，同时提供照明功能。

基于以上实施例，本实用新型公开了一种智能气垫，包括密闭的气垫本体以及固定设置在气垫本体内的智能单元，气垫本体的内部充有固定气压值的气体，智能单元包括无线充电接收模块、可充电电池、电源管理模块、无线通信模块、气压传感器和微处理器。无线充电接收模块用于接收外部无线充电发射模块发射的能量，并结合电源管理模块对可充电电池进行充电；无线通信模块用于和外部的移动终端或服务器进行交互；气压传感器将脚掌传递给气垫本体的压力信息传输给微处理器，以用于称重和/或计步。本实用新型还公开了一种智能气垫鞋，该智能气垫及智能气垫鞋结构和功能多样，实现了精确称重和计步，集成度高。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能气垫，其特征在于，包括密闭的气垫本体以及固定设置在所述气垫本体内的智能单元，所述气垫本体的内部充有固定气压值的气体，所述智能单元包括无线充电接收模块、可充电电池、电源管理模块、无线通信模块、气压传感器和微处理器，所述无线充电接收模块用于接收外部无线充电发射模块发射的能量，并结合所述电源管理模块对所述可充电电池进行充电；所述无线通信模块用于和外部的移动终端或服务器进行交互；所述气压传感器将脚掌传递给所述气垫本体的压力信息传输给所述微处理器，以用于称重和/或计步。

2.根据权利要求1所述的智能气垫，其特征在于，所述气垫本体为呈人体脚掌形状的全掌气垫。

3.根据权利要求2所述的智能气垫，其特征在于，所述智能单元设置在所述气垫本体的足弓或足跟位置。

4.根据权利要求1所述的智能气垫，其特征在于，所述智能单元粘接在所述气垫本体的内表面上。

5.根据权利要求1所述的智能气垫，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、NB-IoT模块、2G/3G/4G/5G模块中的一种或多种组合。

6.根据权利要求1所述的智能气垫，其特征在于，所述智能单元还包括用于测量垂直方向加速度的加速度传感器。

7.根据权利要求1所述的智能气垫，其特征在于，所述智能单元还包括用于定位所述智能气垫的定位模块。

8.根据权利要求1所述的智能气垫，其特征在于，所述智能单元还包括LED灯。

9.一种智能气垫鞋，其特征在于，包括鞋面、鞋底以及智能气垫，所述智能气垫为权利要求1至8任一项所述的智能气垫。

10.根据权利要求9所述的智能气垫鞋，其特征在于，所述智能气垫嵌设于或外置于所述鞋底。

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